щенный ки посвя зарядов и родинам л элект

щенный ки, посвя зарядов и родинам л элект рических Разде хся элект покоящи изучению

К созданию науки электродинамики привела длинная цепь планомерных исследований и случайных открытий, в чём самое активное участие принимали В античной Греции философ Фалес, натирая меховой шкуркой янтарь, кусочек окаменевшей смолы хвойных деревьев, с удивлением наблюдал, как янтарь после этого начинал притягивать к себе перья птиц, пух и сухие листья. Считается, что первым учёным, аргументировано отстаивавшим точку зрения о существовании двух видов зарядов, был француз Шарль Дюфе (1698– 1739). В опубликованной в 1733 г. работе он вводит термины «смоляное» и «стекольное» электричество и указывает на характер взаимодействия между одноимёнными и разноимёнными зарядами. Самым убедительным оппонентом теории существования двух видов зарядов был знаменитый американец Бенджамuн Франклuн (1706– 1790). Он первым ввёл понятие о положительных и отрицательных зарядах.

Куллон Шарль Огюстен (1736 – 1806) – французский физик, известный своими работами по электричеству и магнетизму. Наряду с изучением взаимодействия заряженных тел Куллон исследовал взаимодействие полюсов длинных магнитов. Фарадей Майкл (1791— 1867) — великий английский ученый, творец общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все явления рассматриваются с единой точки зрения. Фарадей впервые ввел представление об электрическом и магнитном полях. Максвелл Джеймс Клерк (1831 – 1879) – великий английский физик, создатель теории электромагнитного поля. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля лежат в основе всей электродинамики, подобно тому как законы Ньютона составляют основу классической механики. Он впервые ввёл в физику представления о статических законах, использующих математическое понятие вероятности.

В определенных условиях на телах могут накапливаться электрические заряды. Электрический заряд – физическая величина, определяющая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Тело, несущее электрический заряд, называется наэлектризованным. С помощью явления электризации получают дактилоскопические отпечатки пальцев. Положительно заряженные частицы белка притягивают отрицательно заряженные частицы золотой пыли, наносимой на купюру, создавая видимые отпечатки

Каждый из зарядов создаёт в окружающем пространстве электрическое поле. Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. , оле? поле п е еско т это е ч лада тати ос об ами ектр яда орое йств в эл е зар й от е сво нны ичин ле, к ё и ж по омещ ая вел ким ское ) п че Ка ряд, нальн тати ущает ос за кий порцио ектр д не ощ с л риче а, про аёт э я заря т зд элек ет сил м со его пол а са 1. Н йству ряд ды (сво а ий з заря де ск риче а другие т Элек вует н 2. ст дей

Одним из фундаментальных законов природы является закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе сумма всех зарядов – постоянная величина: q 1 + q 2 + q 3 + … + qn = const.

Сила взаимодействия между точечными, а также сферически симметричными заряженными телами определяется законом Кулона: Здесь ε 0 – электрическая постоянная, равная ε 0 = 8, 854· 10– 12 Кл 2/(Н·м 2). Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был установлен Шарлем Кулоном в 1785 г. на крутильных весах.

Основной силовой характеристикой электростатического поля является напряженность, равная электрической силе, действующей на единичный положительный заряд: Для напряженностей полей от нескольких зарядов справедлив принцип суперпозиции:

Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q, равна Напряженность поля заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ:

Направление касательной к силовой линии в каждой точке пространства совпадает с направлением напряженности электрического поля в этой точке. Синими линиями изображены эквипотенциальные поверхности электрического поля.

Важной энергетической характеристикой электрического поля является потенциал. Потенциал поля, создаваемого точечным зарядом q, на расстоянии r от заряда – это скалярная величина равная При r → ∞ φ → 0. Знание потенциала в любой точке позволяет предсказать, какая работа будет совершена полем при произвольном перемещении заряда. Физическое значение имеет разность потенциалов, называемая напряжением U. Напряжение электрического поля измеряется в вольтах (В).

Работа электрического поля по перемещению заряда из точки A в точку B пропорциональна напряжению между этими точками: A = Uq. Так как электростатическое поле – это поле консервативных сил, то его работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд. Работа электростатического поля по замкнутой траектории равняется нулю.

Заряженные тела, помещенные в электрическое поле, обладают потенциальной энергией. Работа электрического поля при перемещении заряженного тела равна убыли потенциальной энергии тела: A = –ΔW. Потенциальная энергия точечного заряда в электростатическом поле равна произведению потенциала поля в данной точке на величину заряда: W = φq.

В проводнике, помещенном в электрическое поле, происходит разделение положительных и отрицательных зарядов. Свободные заряды перераспределяются внутри проводника таким образом, что суммарное электрическое поле внутри него становится равным нулю (это явление называется электростатической индукцией).

На этом основана электростатическая защита. Поле в металлической полости равно нулю.

В диэлектриках нет свободных зарядов, способных перемещаться по всему объему тела. При внесении диэлектрика в электрическое поле в нем могут происходить поляризационные процессы двух типов: • деформация молекул (то есть разделение зарядов внутри молекулы); • ориентация (разворот) молекул вдоль силовых линий.

Полярные диэлектрики Неполярные диэлектрики

Практический интерес представляют системы из двух проводников, разделенных диэлектриком. Это конденсаторы, способные накапливать электрический заряд и соответственно энергию электростатического поля. Энергия электрического поля внутри конденсатора равняется Плоский конденсатор школьный

Электроемкость, характеризующая способность конденсатора к накоплению заряда равна где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Если увеличить площадь пластин S, уменьшить расстояние между ними d или ввести между ними диэлектрик (с большей диэлектрической проницаемостью вещества ε), то электроёмкость конденсатора увеличится. Электроемкость конденсатора не зависит от заряда обкладок. В СИ электроемкость измеряется в фарадах.

Конденсаторы бывают: Конденсаторы бумажные и электролитические Конденсатор переменной емкости Конденсаторы бумажные разной емкости на одно напряжение

Электроемкость C батареи, составленной из параллельно соединенных конденсаторов C 1 и C 2, рассчитывается по формуле а батареи, составленной из последовательно соединенных конденсаторов, по формуле

Применение конденсаторов Осциллограф двулучевой Конденсаторы в клавиатуре компьютера Интегральные схемы на материнской плате компьютера Фотовспышки Колебательный контур Приемник А. С. Попова

Проверь себя: 1. К одному концу незаряженного металлического стержня поднесён без соприкосновения положительный электрический заряд. Если от стержня отделить в это время его второй конец, то положительный какой электрический заряд будет на нём обнаружен А. Положительный Б. Отрицательный В. Любая часть стержня не имеет электрического заряда Г. В зависимости от размеров отделённой части знак заряда может быть положительным или отрицательным 2. Два точечных электрических заряда q и 2 q на расстоянии r друг от друга притягиваются с силой F. С какой силой будут притягиваться заряды 2 q и 2 q на расстоянии 2 r? А. F Б. 2 F В. 4 F Г. ½ F Д. ¼ F Е. 1/8 F 3. Одинаковые по величине, но разные по знаку заряды расположены в двух вершинах равностороннего треугольника. Вектор напряжённости в третьей вершине треугольника направлен… А. вниз Б. влево В. вверх Г. вправо

4. Электрический заряд q на расстоянии R от точечного заряда Q обладает потенциальной энергией W. Какой потенциальной энергией будет обладать электрический заряд 2 q на расстоянии 3 R от заряда Q? А. 6 W Б. 18 W В. 2/3 W Г. 2/9 W Д. 1/6 W Е. 1/18 W 5. Между пластинами плоского конденсатора находится воздух. Как изменится разность потенциалов между пластинами и электроёмкость конденсатора при уменьшении расстояния между пластинами? А. U увеличится, C увеличится Б. U увеличится, C уменьшится В. U уменьшится, C увеличится Г. U уменьшится, C уменьшится Д. U не изменится, C увеличится Е. U не изменится, C уменьшится 6. Электрическое поле конденсатора обладает энергией W. Какой энергией будет обладать это поле, если между обкладками ввести диэлектрик с диэлектрической проницаемостью равной 4? А. ¼ W Б. ½ W В. W Г. 2 W Д. 4 W

В проекте использованы: 1. Учебное электронное пособие «Физика» , @ ФИЗИКОН 2. Физика 10 класс, Касьянов В. А. , 2000 г, М. «Дрофа» 3. Физика, Д. Джанколи, 1989 г М. «Мир» 4. Физика 11 класс, Касьянов В. А. , 2001 г, М. «Дрофа»